[发明专利]一种热力粉碎的石英矿的浮选提纯方法

说明书

技术领域

     本发明属于矿物加工技术领域，具体涉及一种热力粉碎的石英矿的浮选提纯方法。

背景技术              

石英是一种优质的非金属矿产资源，石英产品特别是高纯石英，近些年来，在航空航天、光纤通信、高频率技术、电子技术及光伏等高技术产业领域的应用日益广泛。石英的质地坚硬，莫氏硬度达到7，石英矿属于难磨矿石。石英矿在机械粉磨过程中，不仅粉碎生产效率低，而且需要消耗较大量的硬度更大的研磨介质；更为重要的是石英矿直接粉碎时，会因为其耐磨而掺入较多与研磨材料有关的杂质，带来二次污染，影响产品的纯度。为了避免和减轻石英加工过程中存在的这些问题，因此，高纯石英加工过程中常采用热力辅助粉碎工艺。

热力辅助粉碎实际上是加热和骤冷矿物，促进晶界破裂。利用高温煅烧（常伴有水淬）可以使石英矿石结构变得疏松易碎，明显降低其机械强度。一方面能够减少后续粉碎工序所需的能量；另一方面，能够减少加工设备的磨蚀，提高粉碎产品的纯度，同时，热力辅助粉碎时在矿石表面产生的微裂隙还有利于石英的浸出除杂。

浮选能够将石英矿中石英和主要杂质硅酸盐矿物分离开来，是普通石英矿提纯的有效方法。但是，石英矿采用热力粉碎时，虽然矿石的成分没有变化，却会使矿石的结构发生改变，从而导致石英矿中的石英和长石、高岭石等硅酸盐杂质矿物的浮选行为发生改变，致使常规浮选分离石英和硅酸盐杂质的药剂制度、工艺条件已不适用。然而，以往石英矿的浮选提纯研究，矿石的粉磨都是采用常规方式进行的；而针对含有硅酸盐杂质的普通石英矿的热力辅助粉碎浮选方法的研究尚未可见。在当前石英制品用量不断增加、天然高纯石英储量越来越少的情况下，开发普通石英矿热力辅助粉碎浮选提纯的工艺和条件，具有重要的理论和实际意义。

发明内容

针对现有技术村在的问题，本发明提供一种热力粉碎的石英矿的浮选提纯方法，目的是在采用热力辅助粉碎条件下，对石英矿进行浮选提纯，以获得较低成本的优质石英粉末产品。

实现本发明目的的技术方案按照以下步骤进行：

（1）将块体石英矿放入煅烧炉中，于600～1200℃下煅烧2～120分钟，然后采用温度低于80℃的洁净水对煅烧石英矿进行水淬，得到热力粉碎的石英矿；

（2）将热力粉碎的石英矿继续破碎并粉磨至粒度＜150μm，并加水制成质量浓度为30～50%的料浆；

（3）将料浆放入浮选设备中，进行阳离子捕收剂浮选或阴阳离子混合捕收剂浮选；

其中，所述的阳离子捕收剂浮选是在搅拌条件下，加入pH调节剂调节料浆的pH值至1~4，搅拌2～3min后，按照每升料浆20～40mg加入混合调整剂，再搅拌2～3min后按照每升料浆10～60mg加入阳离子捕收剂，继续搅拌3～5min，然后开始浮选分离，浮选总时间为4～15min，浮选分离出含硅酸盐尾矿，获得SiO₂品位至少为99.50%的精矿；

所述的阴阳离子混合捕收剂浮选是在搅拌条件下，加入pH调节剂调节料浆的pH值至2~5，搅拌2～3min后按每升料浆10～30mg加入六偏磷酸钠调整剂，再搅拌2~3min后按照每升浆料40~70mg加入阴阳离子混合捕收剂，继续搅拌3～4min，然后开始浮选分离，浮选总时间为4～15min，浮选分离出含硅酸盐尾矿，获得SiO₂品位至少为99.50%的精矿。

其中，所述的煅烧炉是马弗炉、隧道窑、竖窑或回转窑中的一种。

所述的水淬采用喷淋或水浴方式。

所述的粉磨是先采用颚式破碎机、反击式破碎机、圆锥式破碎机或辊式破碎机进行破碎，然后采用棒磨机或球磨机进行磨矿。

所述的pH调节剂是H₂SO₄或HCl。

所述的混合调整剂是氟硅酸钠与六偏磷酸钠按照摩尔比1：4混合的。

所述的阳离子捕收剂浮选分离过程包括1次粗选和0～2次精选，其中粗选时间4～6min，每次精选时间为2～3min，精选时仍保持料浆pH值1～4，每次精选前加入阳离子捕收剂5～15mg/L浆料，搅拌2～3min后再进行精选；所述的精选次数取决于对产品的纯度要求，当进行1次精选时，1次精选获得的尾矿返回到加入了调整剂、捕收剂的原料浆中，共同进行粗选；当进行2次精选时，粗选所获得的精矿与2次精选获得的尾矿同时加入到含有调整剂和捕收剂的浮选机中共同进行第1次精选。